（電子發(fā)燒友網(wǎng)報道 文 /章鷹）“我們看到，今年隨著DeepSeek輕量化大模型的快速發(fā)展，端側(cè)AI正在進(jìn)入爆發(fā)期，從智能終端設(shè)備到車載系統(tǒng)，對邊緣側(cè)算力提出新的需求?！?在4月27日的媒體溝通會上，Imagination 公司中國區(qū)董事長兼亞太總裁白農(nóng)對記者表示。

但是，當(dāng)下端側(cè)AI設(shè)備發(fā)展的兩大挑戰(zhàn)：一是功耗和低成本預(yù)期，邊緣設(shè)備對成本和功耗極其敏感；二是端側(cè)AI設(shè)備多樣化，快速變化的技術(shù)、新模型不斷涌現(xiàn)，不同設(shè)備要求的算力呈現(xiàn)差異化分布。

基于全球市場端側(cè)AI浪潮的興起和客戶的迫切需求，5月8日，Imagination Technologies推出 Imagination E-Series GPU IP，重新定義了邊緣人工智能和圖形系統(tǒng)設(shè)計。這款E系列GPU IP，有哪些強勁的性能和特性來滿足不同行業(yè)客戶的需求？為了推進(jìn)邊緣AI設(shè)備和芯片方案落地，Imagination公司提供給開發(fā)者哪些軟硬件工具和平臺參考？Imagination 公司中國區(qū)董事長兼亞太總裁白農(nóng)、Imagination 中國區(qū)技術(shù)總監(jiān)艾克分享精彩的觀點和技術(shù)趨勢分析。

圖：Imagination 公司中國區(qū)董事長兼亞太總裁白農(nóng)

E系列GPU IP兩大優(yōu)勢：架構(gòu)創(chuàng)新和可擴(kuò)展性

“1992年Imagination開始開發(fā)GPU，憑借30多年經(jīng)驗，我們把自身在并行計算和處理功耗方面的經(jīng)驗用于端側(cè)圖形處理和AI計算，將會給行業(yè)帶來巨大進(jìn)步。” Imagination 中國區(qū)技術(shù)總監(jiān)艾克先生分析說，“我們要專注解決端側(cè)AI的低功耗、成本和極致的利用率等核心訴求，用一些革新來滿足AI邊緣側(cè)的客戶需求?！?/p>

圖：Imagination 中國區(qū)技術(shù)總監(jiān)艾克

5月8日，Imagination Technologies推出 Imagination E-Series GPU IP，E 系列憑借其高效的并行處理架構(gòu)，在提供卓越圖形性能的同時，針對人工智能工作負(fù)載，其 INT8/FP8 算力可在2TOPS到 200 TOPS 之間擴(kuò)展。

Imagination E Seriers GPU IP有兩大優(yōu)勢：一是采用Burst Processors（爆發(fā)式處理器），這種極富創(chuàng)新的架構(gòu)設(shè)計使邊緣應(yīng)用中平均功耗效率提升35%。

“IMG E系列IP相對于D系列，平均有35%功耗效率提升，實現(xiàn)每瓦更高的性能，這對于端側(cè)AI的低功耗是非常有價值的，對于消費類設(shè)備，特別是對功耗敏感的設(shè)備，E系列的IP可以帶來電池壽命的增加，待機(jī)的時間就會更長?！?艾克說。

計算核心的架構(gòu)革新是效能提升的源頭，艾克介紹，現(xiàn)在的計算包括圖形計算、通用并行計算、專門針對AI的處理。Burst Processors能夠提升不同計算類型的能效，它通過降低整個處理流水線的延遲，減少了每個ALU單元的流水線深度，可以將更多數(shù)據(jù)在本地進(jìn)行重復(fù)使用。此外，E系列GPU在架構(gòu)上有一項重要的設(shè)計，就是在每個計算單元中都有將近0.5Mb的寄存器空間，優(yōu)化了GPU的緩存，芯片上可以保留處理的數(shù)據(jù)，這種架構(gòu)可以在沒有增加芯片面積的情況下，增加AI相關(guān)的高效處理管線，即可以支持不同AI數(shù)據(jù)類型，對能效進(jìn)行持續(xù)改進(jìn)。

35% 的能效提升是純粹依靠硬件架構(gòu)的改進(jìn)來實現(xiàn)的，具體包括了整體調(diào)度、數(shù)據(jù)的存取以及數(shù)據(jù)類型，還有新的imagination加入的處理流水線。值得關(guān)注的是，我們沒有通過工藝制程來實現(xiàn)提升，而是純粹是硬件架構(gòu)的革新帶來了能效提升。

二是Neural Cores（神經(jīng)核）：最高可擴(kuò)展至 200 TOPS（INT8/FP8），顯著提升 AI與計算性能。

電子發(fā)燒友的調(diào)研顯示，邊緣側(cè)設(shè)備的類型多樣，從智能屏、AR眼鏡、智慧屏、智能手機(jī)、AI PC、智駕汽車，這些設(shè)備端算力的需求呈現(xiàn)差異化分布。以端側(cè)AI音頻芯片支持可穿戴設(shè)備為例，僅需要0.1TOPS到3TOPS算力，到AI PC就需要40TOPS 到60TOPS算力，L2級別智駕汽車的算力需求就上升到100TOPS到200TOPS。

“E系列采用Neural Cores，以4核配置為例，當(dāng)它跑到 1.6 G頻率同時4核一起工作的的情況下，它所表現(xiàn)出來的這種圖形和AI性能首先它會有一個每秒400Gpixel(64G*1.6*4)的像素填充滿足Graphic所需要的繪制，最高可以支持200TOPS算力（INT8/FP8），顯著提升了AI性能和計算能力?！?艾克指出。

它為未來的邊緣應(yīng)用提供了一種通用且可編程的解決方案，涵蓋圖形渲染、桌面應(yīng)用、智能手機(jī)上的自然語言處理、工業(yè)計算機(jī)視覺以及自動駕駛等領(lǐng)域。

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有了Imagination提供的高效能E系列GPU IP，芯片設(shè)計公司就更容易基于這個系列設(shè)計出差異化的GPU應(yīng)用在不同的領(lǐng)域。

以汽車領(lǐng)域為例，E系列GPU可以在三個方面滿足汽車芯片設(shè)計客戶的需求。首先，Imagination通過E系列IP的可擴(kuò)展性支持汽車行業(yè)；入門級的汽車僅需要40TOPS的算力來處理車載信息娛樂系統(tǒng)，而ADAS的功能從車道識別、保持，擴(kuò)充到路面障礙物檢測，需要更高算力，Imagination的E系列IP性能可擴(kuò)展至200 TOPS INT8，神經(jīng)核支持多種主流 AI 數(shù)值格式，滿足不同精度、性能與功耗需求。

二、靈活性。市場上銷售一款車型5年，未來10到15年可能需要為車主提供OTA升級，升級了算法之后，硬件如何提供相應(yīng)的支持就十分關(guān)鍵。

GPU作為可編程處理器，通過面向未來的架構(gòu)設(shè)計，使設(shè)備能夠持續(xù)應(yīng)對 AI、計算和圖形工作負(fù)載的演進(jìn)。E-Series神經(jīng)核通過在 GPU 內(nèi)部深度集成 AI 加速能力，與更廣泛的 GPU 及異構(gòu)計算軟件生態(tài)實現(xiàn)無縫協(xié)同。而專用處理器NPU就無法做到這點。

三、Imagination 的 GPU 產(chǎn)品遵循汽車功能安全標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計。E 系列 GPU 面向汽車客戶，提供了一系列關(guān)鍵功能，具備行業(yè)領(lǐng)先的功能安全特性，確保 GPU 硬件安全性達(dá)到業(yè)界最高水平。在日益普及的艙駕融合應(yīng)用中，Imagination 的 GPU 不僅能夠保障駕駛輔助系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，同時也能帶來絲滑流暢的圖形顯示體驗，實現(xiàn)安全與性能的完美平衡。

對于開發(fā)者而言，E-Series神經(jīng)核與GPU及異構(gòu)計算軟件協(xié)同，其算力可通過OpenCL 等主流 API直接調(diào)用，開發(fā)者借助oneAPI、Apache TVM 或 LiteRT等開放標(biāo)準(zhǔn)工具，能輕松將工作負(fù)載遷移至神經(jīng)核。Imagination的計算庫與高度優(yōu)化的圖形編譯器，進(jìn)一步釋放了GPU的全部潛能。

Imagination 創(chuàng)新與工程負(fù)責(zé)人 Tim Mamtora 表示：“E-Series 將 GPU 放在圖形與邊緣 AI 系統(tǒng)的核心位置。對需要同時運行圖形與計算任務(wù)的系統(tǒng)設(shè)計者而言，E-Series GPU 提供了一種高度靈活的解決方案，既無需依賴額外的向量處理器或固定功能 AI 加速器，又能在降低整體系統(tǒng)設(shè)計成本的同時，實現(xiàn)面向未來的可擴(kuò)展性?！?/p>

“我們推出的新一代GPU IP 產(chǎn)品能夠為客戶提供兼顧圖形渲染和 AI 計算的統(tǒng)一解決方案，為芯片設(shè)計帶來更大的自由度和競爭力。中國一直是我們?nèi)蜃钪匾膽?zhàn)略市場之一，過去幾年中，無論外部環(huán)境如何變化，我們始終堅持對中國客戶的長期承諾。未來，我們將持續(xù)加大對中國市場的投入，不僅加大本土技術(shù)支持團(tuán)隊的建設(shè)，還將升華與本土生態(tài)伙伴的合作，幫助客戶抓住新一輪 AI 浪潮帶來的市場機(jī)遇。” Imagination 中國董事長兼亞太區(qū)域總裁白農(nóng)總結(jié)說。

據(jù)悉，首款 E-Series GPU IP 將于 2025 年秋季正式上市，目前已完成授權(quán)。汽車、消費電子、桌面及移動版本亦在同步開發(fā)中。

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